A célula a combustível de membrana eletrolítica de polímero de alta temperatura (HT-PEMFC) pode ser aplicada em veículos elétricos e fontes de alimentação marítimas.
No entanto, o eletrólito no HT-PEMFC é o ácido fosfórico concentrado, que migra do cátodo para o ânodo durante a operação da célula a combustível, levando à redistribuição do ácido fosfórico e, assim, afetando a transferência de massa multifásica e a reação eletroquímica dentro da célula a combustível.

Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Sun Gongquan e Prof. Wang Suli do Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu um novo modelo multifásico multicomponente para prever a distribuição de ácido fosfórico e água em HT-PEMFC, o que pode ajudar a entender melhor os efeitos de materiais, estruturas e condições de operação no transporte multifásico de água e ácido fosfórico.

O estudo foi publicado no AIChE Journal em 9 de abril.

Os pesquisadores exploraram o mecanismo de transporte de água e ácido fosfórico dentro do HT-PEMFC e seu impacto no desempenho da célula de combustível, construindo um modelo HT-PEMFC tridimensional, não isotérmico e multifásico baseado em um submodelo de aglomerado esférico de camada catalítica.

Este modelo poderia prever o desempenho da célula de combustível. Incluiu o modelo de transporte multifásico multicomponente de ácido fosfórico e água, o modelo de aglomerado esférico de camada catalítica, o modelo de transporte potencial e o modelo de transporte de energia.

Os resultados da simulação mostraram que a concentração de ácido fosfórico no ânodo foi maior do que no cátodo, e cerca de 20% da água gerada do cátodo difundiu-se para o ânodo na forma de fase líquida.

"Este estudo fornece uma base teórica para a otimização do projeto de materiais, estrutura e condições de operação", disse o Prof. Sun. + Explorar mais

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